專(zhuān)利名稱(chēng)：管的更新施工方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將埋設(shè)在地下的鑄鐵管等更換成新管的更新施工方法以及實(shí)施該方法的裝置。
在地下埋設(shè)著燃?xì)夤┙o管、上水管等許多的管路。燃?xì)夤┙o管是將一定長(zhǎng)度的鋼管用管套等的管接頭連接或焊接而成的，或者是用管接頭將鑄鐵管連接而成的。
由上述鋼管或鑄鐵管構(gòu)成的燃?xì)夤┙o管路，在地震時(shí)受到大的作用力時(shí)，管接頭部分或其它部分被破壞而產(chǎn)生氣體泄漏，有引發(fā)大災(zāi)害的可能。因此，對(duì)于燃?xì)夤┙o管路，無(wú)論管路的年頭長(zhǎng)短直徑大小，要更換成聚乙烯等具有可撓性的合成樹(shù)脂管或鋼管。
將埋設(shè)在地下的管更換成新管時(shí)，通常采用沿著管線(xiàn)將道路挖開(kāi)的施工方法。但，該方法影響周?chē)慕煌?。最近，提出了一種方法，該方法是沿縱向切斷已設(shè)管，并擴(kuò)徑而形成隧道，將具有可撓性的新管拉入該隧道內(nèi)進(jìn)行更換。
例如，日本特開(kāi)平2-266185號(hào)公報(bào)揭示的技術(shù)(第1公知技術(shù))，是關(guān)于“已埋設(shè)管鋪設(shè)更換裝置”。是將擠壓已設(shè)管內(nèi)壁的壓板裝置、在管內(nèi)壁軸向設(shè)置切口的切口切刀、在管軸方向可伸縮地配置的移動(dòng)用氣缸、將切口割裂并壓開(kāi)的擴(kuò)管裝置一列地連接起來(lái)，將新管連接在擴(kuò)管裝置的后部。該技術(shù)中，用壓板裝置擠壓管內(nèi)壁，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)用氣缸，使連接在壓板裝置后方的功能部移動(dòng)，在管內(nèi)壁上形成切口并同時(shí)拉入新管，驅(qū)動(dòng)擴(kuò)管裝置，割裂切口地進(jìn)行擴(kuò)管。即，切口切刀和擴(kuò)管裝置在已設(shè)管內(nèi)如尺蠖那樣地?cái)嗬m(xù)移動(dòng)，這樣地將新管替換進(jìn)去。該技術(shù)中可以用一個(gè)工序進(jìn)行已埋設(shè)管和新管的更換鋪設(shè)，可適用于包括鑄鐵管在內(nèi)的已設(shè)管。
另外，日本特開(kāi)平6-238509號(hào)公報(bào)揭示的技術(shù)(第2公知技術(shù))，是關(guān)于“切斷、擴(kuò)開(kāi)工具”。該工具沿著支承體的長(zhǎng)度方向軸線(xiàn)安裝著導(dǎo)引輥和切刀。該技術(shù)中，沿著軸線(xiàn)切斷主管。另外，在支承體上連接著擴(kuò)管器時(shí)，由該擴(kuò)管器擴(kuò)開(kāi)被切斷了的主管，將該擴(kuò)開(kāi)了的主管作為頂部形成隧道。
上述的第1公知技術(shù)中，壓板裝置或移動(dòng)用氣缸或擴(kuò)管裝置中，采用若干個(gè)油壓機(jī)器。因此，必然導(dǎo)致裝置的大型化，不適用于小口徑的已埋設(shè)管。另外，雖然能以一個(gè)工序進(jìn)行已埋設(shè)管和新管的更換鋪設(shè)，但是裝置和新管的行進(jìn)如尺蠖那樣緩慢，所以，單位長(zhǎng)度的施工時(shí)間長(zhǎng)。
尤其是當(dāng)要更換以燃?xì)夤┙o管為代表的使用中的已埋設(shè)管時(shí)，為了對(duì)各家庭不造成太大的影響。必須在短時(shí)間內(nèi)完成，所以每單位時(shí)間內(nèi)要更換幾十米的已埋設(shè)管。
第2公知技術(shù)中，通過(guò)將擴(kuò)管器連接在支承體上，將其配置在主管內(nèi)，使其連續(xù)移動(dòng)，來(lái)進(jìn)行主管的切斷和擴(kuò)開(kāi)。但是，在實(shí)際使用時(shí)，對(duì)于鋼管能取得良好效果，而對(duì)于彈性模量小于鋼管的鑄鐵管，則可能造成沿軸方向的斷裂，擴(kuò)管時(shí)，作為主管的鑄鐵管在非管理狀態(tài)破碎。
另外，上述第2公知技術(shù)中，新管必須具有能插入沿軸線(xiàn)擴(kuò)開(kāi)的主管內(nèi)部的外徑，因此，不能更新為比已埋設(shè)管直徑大的管路。
另外，本發(fā)明者通過(guò)實(shí)驗(yàn)，明確了以下事實(shí)。即，欲要在已埋設(shè)管上形成溝槽，僅配置旋轉(zhuǎn)切刀是不能在已埋設(shè)管上形成溝槽的。也就是說(shuō)，必須積極地驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切刀，所以要構(gòu)成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，而在已埋設(shè)管的管徑小的情況下，該旋轉(zhuǎn)切刀不適用。
本發(fā)明的目的是提供管的更新施工方法和實(shí)施該方法的裝置。本發(fā)明的更新方法，可以將埋設(shè)在地中的由鑄鐵管構(gòu)成的已埋設(shè)管(無(wú)論口徑大小)更新為與該管同樣口徑或更大口徑的新管。而且，可將沿長(zhǎng)度方向分割了的已埋設(shè)管作為新管路的構(gòu)成要素來(lái)利用。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的管更新施工方法，將埋設(shè)在地下的已埋設(shè)管更新為新管，其特征在于，將切削機(jī)構(gòu)插入已埋設(shè)管的內(nèi)部并使其移動(dòng)，在已埋設(shè)管的內(nèi)周面沿管軸方向形成若干個(gè)切削槽；使擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)移動(dòng)并以上述切削槽為起點(diǎn)，將已埋設(shè)管斷裂，形成沿長(zhǎng)度方向連續(xù)的若干個(gè)圓弧狀片，同時(shí)，使斷裂成的圓弧狀片產(chǎn)生朝半徑擴(kuò)大方向的彈性限度內(nèi)的撓曲，將該片壓入地中，形成由若干個(gè)圓弧狀片和壓實(shí)的地層部分包圍的空間，將新管拉入該空間內(nèi)，埋設(shè)該新管，同時(shí)，在該新管的周?chē)纬捎缮鲜鋈舾蓚€(gè)圓弧狀片構(gòu)成的新管防護(hù)用鎧甲；上述切削機(jī)構(gòu)是將切刀體配置在以規(guī)定角度分割圓周的位置而構(gòu)成的，該切刀體上呈直線(xiàn)狀地配置著若干個(gè)切削刃，從圓中心到切削刃頂端的距離隨著從前方到后方而逐漸增大；上述擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)跟在切削機(jī)構(gòu)后面，具有若干個(gè)擴(kuò)徑輥，該若干個(gè)擴(kuò)徑輥設(shè)在與切削機(jī)構(gòu)的圓周方向相鄰的切刀體之間，并具有規(guī)定的軸方向間隔和半徑方向位置。
上述管的更新施工方法中，將具有切刀體(該切刀體上在以規(guī)定角度分到圓周的位置，呈直線(xiàn)狀地配置著若干個(gè)切削刃，從圓中心到切削刃前端的距離隨著從前方到后方而逐漸增大)的切削機(jī)構(gòu)配置在已埋設(shè)管的內(nèi)部，使該切削機(jī)構(gòu)沿管軸方向前進(jìn)，切削已埋設(shè)管的內(nèi)周面，形成切削槽，同時(shí)，使該切削槽加深。用切削機(jī)構(gòu)后續(xù)的擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)使已埋設(shè)管以切削槽為起點(diǎn)斷裂，形成若干個(gè)圓弧狀片。
上述圓弧狀片具有以與已埋設(shè)管的接合點(diǎn)(從已埋設(shè)管變化為圓弧狀片的斷裂開(kāi)始點(diǎn))為支點(diǎn)的懸臂梁的作用。因此，相應(yīng)于擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)中的擴(kuò)徑輥的半徑方向位置，賦予半徑擴(kuò)大方向的力時(shí)，可以產(chǎn)生彈性限度內(nèi)的撓曲。結(jié)果，圓弧狀片抵抗土壓地壓入地體，同時(shí)擠壓相鄰各圓弧狀片之間的間隙內(nèi)的土砂，將地體壓實(shí)。由壓實(shí)后的地體和若干圓弧狀片構(gòu)成的鎧甲形成保護(hù)周壁的空間(隧道)。因此，將新管拉入該隧道，可更新舊管。
上述施工方法中，由于將已埋設(shè)管沿圓周方向分割成幾份并斷裂，所以，不必使斷裂的圓弧狀片再向圓周方向擴(kuò)開(kāi)，只要將圓弧狀片作為懸臂梁處理，使其在長(zhǎng)度方向產(chǎn)生彈性限度內(nèi)的撓曲，就可以擴(kuò)徑成為所需的直徑。
上述施工方法中，最好將已形成切削槽的已埋設(shè)管朝著與預(yù)定切削槽直交的直徑方向擴(kuò)徑，以上述切削槽為起點(diǎn)使已埋設(shè)管斷裂，同時(shí)，用與該切削槽對(duì)應(yīng)配置著的旋轉(zhuǎn)切刀，將已埋設(shè)管的管接頭、支管用套筒或修補(bǔ)用零件斷裂。這樣，利用形成在已埋設(shè)管上的若干個(gè)切削槽，朝著與預(yù)定切削槽直交的直徑方向擴(kuò)徑，能以該切削槽為起點(diǎn)使已埋設(shè)管斷裂。而且，用與切削槽對(duì)應(yīng)配置著的旋轉(zhuǎn)切刀，可以將已埋設(shè)管的管接頭、支管用套管或修補(bǔ)用部件斷裂。
本發(fā)明的管的更新裝置，其特征在于，該更新裝置在要被更新的已埋設(shè)管內(nèi)部移動(dòng)，使該已埋設(shè)管沿軸方向斷裂，形成沿長(zhǎng)度方向連續(xù)的若干個(gè)圓弧狀片，并將該圓弧狀片壓入地體中，形成由若干個(gè)圓弧狀片和地體部分包圍的空間，將新管拉入該空間內(nèi)；該更新裝置由配置在移動(dòng)方向前方的切削機(jī)構(gòu)、連接在該切削機(jī)構(gòu)后方側(cè)的擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)和連接在該擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)后方側(cè)的連接機(jī)構(gòu)構(gòu)成；上述切削機(jī)構(gòu)中配置著切刀體，該切刀體上在以規(guī)定數(shù)分割的本體外周的位置、且沿軸向配置著若干個(gè)切削刃，從中心到切削刃頂端的距離隨著從前方側(cè)到后方側(cè)逐漸增大；上述擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)具有擴(kuò)徑輥群，該擴(kuò)徑輥群配置在以規(guī)定角度分割錐狀本體外周的位置、即在切削機(jī)構(gòu)中的切刀體之間且軸方向若干個(gè)位置；配置于該擴(kuò)徑輥群中的位于前方側(cè)的擴(kuò)徑輥使已埋設(shè)管斷裂，形成沿長(zhǎng)度方向連續(xù)的若干個(gè)圓弧狀片，并且使已形成的圓弧狀片以分開(kāi)位置為中心朝著圓弧外周方向在彈性限度內(nèi)撓曲；上述連接機(jī)構(gòu)具有連接新管用的卡盤(pán)。上述的管更新裝置中，由于設(shè)在切削槽形成部的切刀體上的切削刃從軸心到切削刃頂端的距離從前頭開(kāi)始逐漸增大，所以，可在已埋設(shè)管內(nèi)周面形成切削槽并使該切削槽逐漸加深。另外，用配置在擴(kuò)徑部前方側(cè)的擴(kuò)徑輥使圓弧狀片以已埋設(shè)管外周方向分開(kāi)的位置為中心朝著擴(kuò)大半徑的方向撓曲，而且，用后續(xù)的擴(kuò)徑輥使上述圓弧狀片以在已埋設(shè)管內(nèi)周方向上分開(kāi)的位置為中心進(jìn)行撓曲。
因此，通過(guò)使更新裝置在已埋設(shè)管內(nèi)部移動(dòng)，可以使該管斷裂，使斷裂的圓弧片撓曲，使該片壓入地中并壓實(shí)地體，從而形成隧道。另外，將新管連接到設(shè)在連接部上的卡盤(pán)上，在形成隧道的同時(shí)可拉入新管，不僅可用一個(gè)工序埋設(shè)新管，而且，配置在新管周?chē)?、作為防護(hù)新管用的鎧甲的若干個(gè)圓弧狀片，隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)受土壓的影響而密接在新管外周，這樣，可由新管和配置在該新管外周的鎧甲構(gòu)成新的管路。因此，無(wú)論新管是聚乙烯管、聚氯乙烯管等具有可撓性的合成樹(shù)脂管還是鋼管，都被鑄鐵管的分割片形成的鎧甲保護(hù)著，可構(gòu)成牢固的管路，而且，由于圓弧狀片相互之間在圓周方向隔有一定間隔，所以，不損害新管的可撓性，可發(fā)揮比新管更高的高強(qiáng)度。
上述的管更新裝置中，切刀體最好由若干個(gè)板狀切刀構(gòu)成，該若干個(gè)切刀以被預(yù)定的規(guī)定數(shù)分割外周，并在分割位置植入超硬刃，形成切削刃，而且從中心到切削刃頂端的距離不相同，將上述切刀安裝在本體上構(gòu)成切削機(jī)構(gòu)，并且從中心到切削刃頂端的距離隨著從前方至后方逐漸增大?；蛘?，上述切刀體是連續(xù)切削刃，該連續(xù)切削刃的從中心到切削刃頂端的距離，隨著從前方到后方而逐漸增大，將該連續(xù)切削刃安裝在以規(guī)定數(shù)分割本體外周的位置，構(gòu)成切削機(jī)構(gòu)。
無(wú)論上述的哪一種構(gòu)造的切刀體，都能隨著切削機(jī)構(gòu)的前進(jìn)，由各個(gè)切削刃切削已埋設(shè)管內(nèi)周面，依次形成深的切削槽。
上述的管更新裝置中，最好在切刀體的后方，設(shè)置將已埋設(shè)管朝一直徑方向擴(kuò)徑并將切削槽朝在與該擴(kuò)徑方向直交方向上擴(kuò)寬的側(cè)方擴(kuò)徑輥，在該側(cè)方擴(kuò)徑輥的后方，設(shè)置使已埋設(shè)管的管接頭、支管用套筒或修補(bǔ)用部件斷裂的旋轉(zhuǎn)切刀。這樣，通過(guò)設(shè)置側(cè)方擴(kuò)徑輥和旋轉(zhuǎn)切刀，不僅能使內(nèi)周面形成了若干切削槽的已埋設(shè)管斷裂，而且，對(duì)于連接已埋設(shè)管的管接頭、從已埋設(shè)管中途分支出的支管的支管用套筒、修補(bǔ)該已埋設(shè)管用的零件等，在側(cè)方擴(kuò)徑輥的配置方向即直徑方向作用大的力的同時(shí)，可用旋轉(zhuǎn)切刀將這些管接頭、支管用套筒或修補(bǔ)用部件斷裂。
上述側(cè)方擴(kuò)徑輥，最好其外周面厚度方向中央部形成為平坦?fàn)?，兩?cè)端形成為曲面狀或錐狀，以曲面狀或錐狀部分與已埋設(shè)管的內(nèi)周面相接，并且，平坦?fàn)畈糠直舜私佑|。側(cè)方擴(kuò)徑輥?zhàn)龀稍摌?gòu)造時(shí)，構(gòu)成側(cè)方擴(kuò)徑輥的一對(duì)輥以相互穩(wěn)定的狀態(tài)接觸，并對(duì)已埋設(shè)管賦予力。
上述管的更新裝置中，配置在上述擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)的錐狀本體軸方向同一位置的若干個(gè)擴(kuò)徑輥，最好其外周面厚度方向兩端側(cè)形成為錐狀，在中央部分與已埋設(shè)管的內(nèi)周面接觸，并且錐狀部分彼此接觸。通過(guò)將若干個(gè)擴(kuò)徑輥?zhàn)龀蔀樵摌?gòu)造，在使斷裂的圓弧狀片產(chǎn)生撓曲時(shí)可相互支持土壓及使圓弧狀片撓曲所需的力等的作用于擴(kuò)徑輥上的力。因此，即使將擴(kuò)徑輥的支承軸做細(xì)，也可充分發(fā)揮高強(qiáng)度，且能圓滑地旋轉(zhuǎn)。
上述管的更新裝置中，在上述擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)的錐狀本體外周，與切削機(jī)構(gòu)的切刀配置部位對(duì)應(yīng)的位置處，最好設(shè)有導(dǎo)引體，該導(dǎo)引體用于導(dǎo)向伴隨斷裂的已設(shè)管的圓弧狀片的擴(kuò)徑的相鄰圓弧狀片的分離。通過(guò)設(shè)置該導(dǎo)引體，由擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)中的擴(kuò)徑輥將已斷裂成的圓弧狀片擴(kuò)徑，同時(shí)，由導(dǎo)引體將相鄰圓弧狀片的分開(kāi)距離保持均等狀態(tài)地壓入地體。


圖1是說(shuō)明本實(shí)施例更新施工方法實(shí)施順序的圖。
圖2是拉入坑的平面圖。
圖3是說(shuō)明第1實(shí)施例的更新裝置構(gòu)造以及該更新裝置與已埋設(shè)管之間關(guān)系的圖。
圖4是圖3狀態(tài)的平面圖。
圖5是說(shuō)明切刀構(gòu)造的圖，是圖3中的V-a、V-b斷面圖。
圖6是說(shuō)明用切刀在已埋設(shè)管上形成切削槽過(guò)程的圖。
圖7是說(shuō)明在圓周方向配置擴(kuò)徑輥的圖，是圖3的VII-a、VII-b斷面圖。
圖8是說(shuō)明已埋設(shè)管與導(dǎo)引體關(guān)系的圖，是圖3的VIII斷面圖。
圖9是說(shuō)明側(cè)方擴(kuò)徑輥構(gòu)造的圖，是圖3的IX斷面圖。
圖10是說(shuō)明旋轉(zhuǎn)切刀構(gòu)造的圖，是圖3的X斷面圖。
圖11是說(shuō)明使已埋設(shè)管的斷裂狀圓弧狀片撓曲時(shí)的方向和原理的圖。
圖12是表示新管埋設(shè)狀態(tài)的斷面圖。
圖13是將圓周分割成6份的擴(kuò)徑部的斷面圖。
圖14是將已埋設(shè)管分割成6份時(shí)的新管埋設(shè)狀態(tài)的斷面圖。
圖15是說(shuō)明另一例切刀構(gòu)造的圖。
圖16是說(shuō)明第2實(shí)施例之更新裝置構(gòu)造的圖。
圖17是說(shuō)明管接頭部分構(gòu)造的圖，是圖16的XVII-a、XVII-b斷面圖。
下面，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
本實(shí)施例的更新施工方法及更新裝置，可用1個(gè)工序進(jìn)行管的更新作業(yè)，即，可將75A～200A尺寸的小口徑鑄鐵燃?xì)夤┙o管更新成為具有同一口徑或大一號(hào)口徑的新管。不需要大的動(dòng)力，并能實(shí)現(xiàn)大的拉入速度。
另外，本實(shí)施例中，是以將鑄鐵制燃?xì)夤┙o管更新為具有可撓性的合成樹(shù)脂管為例作了說(shuō)明，但并不局限于該例，作為已埋設(shè)管，例如也可以是內(nèi)面加襯的上水用鑄鐵管。作為新管，例如也可以是鋼管。
圖中，在由鑄鐵管1構(gòu)成的燃?xì)夤┙o管路的規(guī)定位置(具有相應(yīng)于在不影響生活的時(shí)間段內(nèi)可進(jìn)行工程的更新長(zhǎng)度的距離的位置)，設(shè)置起步立坑2、拉入立坑3。在拉入立坑3中配置拉入裝置4，由拉入裝置4驅(qū)動(dòng)的牽引桿5插入到鑄鐵管1內(nèi)部。在該牽引桿5的前端，連接著第1實(shí)施例的更新裝置A，在更新裝置A上連接著新管、例如聚乙烯(PE)管6。
通過(guò)驅(qū)動(dòng)拉入裝置4將牽引桿5拉入拉入坑3側(cè)，對(duì)更新裝置A施加拉入力，使其在鑄鐵管1內(nèi)移動(dòng)，隨著該移動(dòng)，將鑄鐵管1斷裂成沿長(zhǎng)度方向連續(xù)的若干個(gè)圓弧狀片(圖7所示圓弧片1a)，同時(shí)，使該圓弧片1a朝半徑擴(kuò)大的方向撓曲，這樣在地體中形成隧道7。該隧道7具有比鑄鐵管1大得多的內(nèi)徑的周壁，該周壁是由若干個(gè)圓弧片1a和隨著該片1a的壓入而被壓實(shí)的土砂構(gòu)成的。與此同時(shí)將PE管6插入該隧道7內(nèi)，如后所述地。由PE管6和配置在該P(yáng)E管6周?chē)娜舾蓚€(gè)圓弧片1a構(gòu)成新的管路，該圓弧片1a鎧裝在PE管6上。
起步立坑2、拉入立坑3是自地面開(kāi)挖而形成的，鑄鐵管1以其端部從周壁伸出的狀態(tài)被切斷，在起步立坑2一側(cè)的鑄鐵管1上安裝著拉入更新裝置A時(shí)用的導(dǎo)引體1b。在拉入立坑3一側(cè)的鑄鐵管1上，安裝著拉入裝置4。
拉入裝置4備有框4a、前臺(tái)板4b、后臺(tái)板4c、馬達(dá)4d、圖未示的傳遞系統(tǒng)和桿固定配件4e?？?a相互平行配置，內(nèi)部設(shè)有圖未示的螺桿等傳遞部件。前臺(tái)板4b連接在框4a的一個(gè)端部，中央安裝著供牽引桿5穿過(guò)的管固定配件8，該管固定配件8裝在鑄鐵管1的端部并彼此被固定著。后臺(tái)板4c連接在框4a的另一端部，牽引桿5穿過(guò)其中央。馬達(dá)4d安裝在框4a上。圖未示的傳遞系統(tǒng)將該馬達(dá)4d的旋轉(zhuǎn)傳遞給螺桿。桿固定配件4e配置于框4a之間并與螺桿螺合，同時(shí)與牽引桿5(聯(lián)接器5a)結(jié)合固定。
拉入裝置4設(shè)置在拉入立坑3內(nèi)，其高度調(diào)節(jié)為使桿固定配件4e的移動(dòng)路線(xiàn)與鑄鐵管1的軸心略一致。為此，在兩臺(tái)板4b、4c上安裝著調(diào)節(jié)高度用的千斤頂9。另外，在前臺(tái)板4b上設(shè)有承受拉入牽引桿5時(shí)的反作用力的一對(duì)支撐腳座10。
牽引桿5的長(zhǎng)度等于或稍小于拉入裝置4中的桿固定配件4e的行程，而且牽引桿5具有能將馬達(dá)4d產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給更新裝置的強(qiáng)度。該牽引桿5通過(guò)聯(lián)接器5a沿長(zhǎng)度方向被連接所需的數(shù)目，配置在鑄鐵管1的內(nèi)部，前端與更新裝置A連接，后端固定在拉入裝置4的桿固定配件4e上。
下面，具體說(shuō)明第1實(shí)施例更新裝置A的構(gòu)造。如圖3所示，更新裝置A備有作為切削機(jī)構(gòu)的切削部11、作為擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)的擴(kuò)徑部12和作為連接機(jī)構(gòu)的連接部13。切削部11在鑄鐵管1的內(nèi)周面形成若干個(gè)切削槽1b，并以切削槽1b為起點(diǎn)將鑄鐵管1斷裂形成為圓弧片1a。擴(kuò)徑部12使圓弧片1a撓曲并壓入地體中，同時(shí)壓實(shí)該土層。連接部13用于連接新管即PE管6。
圖3中，擴(kuò)徑部12的X橫截面段的斷面由圖9、圖10中的X-X截面表示，擴(kuò)徑部12的Y區(qū)段的橫截面由圖7(a)中的Y-Y截面表示，擴(kuò)徑部12的Z區(qū)段的斷面由圖7(b)中的Z-Z斷面表示。區(qū)段X中，配置著側(cè)方擴(kuò)徑輥20和旋轉(zhuǎn)切刀14j，是實(shí)現(xiàn)鑄鐵管1斷裂的區(qū)段。區(qū)段Y是將圓弧片1a往鑄鐵管1擴(kuò)徑的方向撓曲并壓入地體中的區(qū)段。區(qū)段Z是使圓弧片1a的撓曲復(fù)位使其成為平行的區(qū)段。
在切削部11的本體11a上，構(gòu)成切刀體14。該切刀體14是將若干個(gè)板狀切刀14a～14i不能旋轉(zhuǎn)地安裝在該本體11a上而構(gòu)成的。如圖4、圖5所示，各切刀14a～14i的外形為略四方形，在各頂點(diǎn)上形成有植入著超硬刀片的切削刃15a。另外，各切刀14a～14i的各對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度依次增大，在各切刀14a～14i上形成有用于往本體11a上安裝的孔15b和定位用的鍵槽15c。因此，將切刀14a配置在本體11a的前方側(cè)(安裝牽引桿5的一側(cè))，并且朝著后方側(cè)(擴(kuò)徑部12一側(cè))依次地配置切刀14b～14i，由此在切削部11上可形成若干個(gè)切削刃15a。該切削刃15a設(shè)在等分外周的位置沿直線(xiàn)安裝，從本體11a中心到切削刃前端的距離隨著從前方至后方依次增大。
下面，參照?qǐng)D5、圖6說(shuō)明在鑄鐵管1(壁厚9mm)的內(nèi)壁上形成切削槽的過(guò)程。切刀14a～14i的從本體11a中心到切削刃15a前端的距離依次增大。位于最前方側(cè)的第1切刀14a安裝在本體11a上時(shí)，連接切削刃15a頂端的圓的直徑形成為鑄鐵管1的內(nèi)徑的大致相等的大小。與此相繼的第2個(gè)切刀14b安裝在本體11a上時(shí)，連接切削刃15a頂端的圓的直徑為能將鑄鐵管1的壁切削下約1mm的大小。相繼的第3個(gè)切刀14c安裝在本體11a上時(shí)，連接切削刃15a頂端的圓的直徑為能將鑄鐵管1的壁切削下約2mm的大小。再相繼的第4個(gè)切刀14d安裝在本體11a上時(shí)，連接切削刃15a前端的圓的直徑為能將鑄鐵管1的壁切削下約3mm的大小。這樣依次加深地切削鑄鐵管1，使切削槽1b變深。
另外，在切刀14i的后方側(cè)，配置著圖9所示的側(cè)方擴(kuò)徑輥20，在該輥20的后方，配置著圖10所示的旋轉(zhuǎn)切刀14j。
側(cè)方擴(kuò)徑輥20由沿鑄鐵管1直徑方向配置著的2個(gè)輥構(gòu)成，對(duì)該鑄鐵管1施加直徑方向的力，進(jìn)行擴(kuò)徑，以形成在直交方向的切削槽1b為起點(diǎn)，使鑄鐵管1斷裂。上述2個(gè)輥，其外周面的厚度方向中央部，形成為平坦?fàn)?，兩端?cè)形成為曲面狀或錐狀。中央部的平坦部分相互接觸，以曲面狀或錐狀部分與鑄鐵管1的內(nèi)周面相接。因此，以4點(diǎn)與鑄鐵管1相接，可切實(shí)地作用直徑方向的力，使該鑄鐵管1斷裂。
旋轉(zhuǎn)切刀14j由一對(duì)旋轉(zhuǎn)刃構(gòu)成，該一對(duì)旋轉(zhuǎn)刃配置在與側(cè)方擴(kuò)徑輥20施加力的方向垂直的方向。該旋轉(zhuǎn)切刀14j用于使連接鑄鐵管1的管套等管接頭、分割套筒(該分割套筒即歧管用套筒，用于將圖未示的分支管連接到鑄鐵管1上)16、或局部修補(bǔ)鑄鐵管1時(shí)用的管狀修補(bǔ)部件斷裂。連接一對(duì)旋轉(zhuǎn)刃頂端的尺寸比鑄鐵管1的外徑大很多。
如上所述，通過(guò)在相互直交的方向上并且連續(xù)地配置側(cè)方擴(kuò)徑輥20和旋轉(zhuǎn)切刀14j，用側(cè)方擴(kuò)徑管輥20，在與旋轉(zhuǎn)切刀14j產(chǎn)生的斷裂方向垂直的方向，對(duì)鑄鐵管1和管接頭16作用力，這樣，如圖12(a)所示，可使鑄鐵管1及管接頭、分割套筒16、修補(bǔ)零件斷裂。
使上述構(gòu)造的切削部11在鑄鐵管1內(nèi)部移動(dòng)時(shí)，配置在最前方的切刀14a宛如導(dǎo)引體那樣地發(fā)揮作用，能使本體11a的軸心與鑄鐵管1的軸心一致。然后由后續(xù)的切刀14b～14i在鑄鐵管1的內(nèi)面形成切削槽1b，該切削槽1b依次加深。通過(guò)在切刀14i的后方(擴(kuò)徑部12的本體12a)設(shè)切刀14j，可切實(shí)地使鑄鐵管1斷裂，并且可使直徑大于鑄鐵管1的管接頭16斷裂。
擴(kuò)徑部12，是在錐形本體12a的外周，在寬度方向截面中，在切刀14之間，沿軸方向以規(guī)定的間隔配置著若干個(gè)可旋轉(zhuǎn)的擴(kuò)徑輥18a～18f。擴(kuò)徑輥18a～18e與本體12a的錐形相應(yīng)地從前方側(cè)(切削部11一側(cè))向后方側(cè)(連接部13一側(cè))依次增大直徑，這樣，可使圓弧片1a撓曲成規(guī)定的形狀。
從前方側(cè)向后方側(cè)配置著的擴(kuò)徑輥18a～18f，分別由4個(gè)輥構(gòu)成，連接各輥?lái)敹说膱A的直徑依次增大。擴(kuò)徑輥18e和18f的直徑等于隧道7的內(nèi)徑。
構(gòu)成各擴(kuò)徑輥18a～18f的4個(gè)輥，可旋轉(zhuǎn)地由安裝在本體12a上的軸19支承著。各輥外周面上厚度方向的中央，形成為與鑄鐵管1的內(nèi)周面對(duì)應(yīng)的曲面狀，兩端側(cè)形成為錐狀。4個(gè)輥的外周面錐狀部相互接觸并旋轉(zhuǎn)，并且曲面狀部與鑄鐵管1的內(nèi)周面相接。通過(guò)該構(gòu)造，在將已斷裂的圓弧狀片1a擴(kuò)徑時(shí)，可使作用于每個(gè)輥上的力相互抵消。
已埋設(shè)管1從切刀14i的位置斷裂。即，在切刀14i后方側(cè)，已埋設(shè)管1成為以切刀14i的位置為支點(diǎn)的懸臂梁狀圓弧片1a。擴(kuò)徑部12中的上游側(cè)擴(kuò)徑輥18a、18b，配置在中心Oa在已埋設(shè)管1的外周側(cè)的圓弧上，擴(kuò)徑輥18c、18d配置在中心Ob在已埋設(shè)管1的內(nèi)周側(cè)的圓弧上。
擴(kuò)徑輥18a、18b具有擴(kuò)徑功能，使圓弧片1a產(chǎn)生朝著半徑擴(kuò)大方向的撓曲δ。隨著更新裝置A的移動(dòng)可使能抵抗土體的土壓的集中荷載作用在圓弧片1a上。
上述圓弧片1a的撓曲量δ，由式δ＝(WI3)/(3EI)導(dǎo)出。曲率半徑R由式R＝(EIl)/M導(dǎo)出。式中，W是由擴(kuò)徑輥18a、18b賦予的荷載，l是切刀14i與輥18a的距離以及擴(kuò)徑輥18a、18b之間的距離，E是縱彈性模量，I是斷面慣性矩，M是作用在圓弧片1a上的彎曲力矩。
使圓弧片1a產(chǎn)生的撓曲δ，必須在材料即鑄鐵的彈性極限內(nèi)。在鑄鐵管1上當(dāng)撓曲量大時(shí)，斷裂的可能性增加。圓弧片1a斷裂時(shí)，很難良好地保護(hù)形成在地體中的隧道。
擴(kuò)徑輥18b～18d具有這樣的功能，即，將圓弧片1a設(shè)定成隧道7的直徑，并且將各圓弧片1a壓入土層，使周邊壓實(shí)。也就是說(shuō)，通過(guò)對(duì)朝著半徑擴(kuò)大的方向已產(chǎn)生撓曲的圓弧片1a作用土壓，該土壓使圓弧片1a產(chǎn)生使圓弧片1a變成為與原始的鑄鐵管1平行的撓曲。這時(shí)，在圓弧片1a上，作用著由土壓形成的均布荷載W。因此，圓弧片1a的撓曲δW由式δW＝(WI4)/(8EI)導(dǎo)出。
擴(kuò)徑部12中的擴(kuò)徑輥18a～18f的頂端連接線(xiàn)的坡度不一概而定，將連接線(xiàn)坡度設(shè)定為使圓弧片1a的撓曲至彈性限度內(nèi)。即，要根據(jù)被更換的已埋設(shè)管的材質(zhì)適當(dāng)設(shè)定。
連接部13構(gòu)成在擴(kuò)徑部12的本體12a上。該連接部13由挾持PE管6前端的卡盤(pán)13構(gòu)成。
導(dǎo)引體17是擴(kuò)徑部12的本體12a，設(shè)在切削部11的切刀14a～14i的后方。該導(dǎo)引體17形成為楔狀，該楔狀能對(duì)應(yīng)于相鄰圓弧片1a的分開(kāi)距離的變化(該分開(kāi)距離是已斷裂圓弧片1a被擴(kuò)徑輥18a～18e擴(kuò)徑而形成的)，而且，連接頂面17a的圓的直徑與本體12a的錐形無(wú)關(guān)，形成為略等于隧道7內(nèi)徑的值。即，導(dǎo)引體17的頂面17a與本體12a的軸心平行。
下面，說(shuō)明用上述構(gòu)造的更新裝置A把由鑄鐵管1構(gòu)成的燃?xì)夤┙o管路更換成PE管6的情況。先將穿過(guò)鑄鐵管1內(nèi)部的牽引桿5與更新裝置A的切削部11的本體11a連接，并將PE管6與連接部13連接。
接著，驅(qū)動(dòng)拉入裝置4將牽引桿5朝著拉入立坑3側(cè)拉入時(shí)，隨著該拉入更新裝置A在鑄鐵管1內(nèi)部移動(dòng)，在該移動(dòng)過(guò)程中，切刀14a～14i的切削刃15a切削鑄鐵管1的內(nèi)周面，形成切削槽1b，該鑄鐵管1以切削槽1b為起點(diǎn)斷裂，形成若干個(gè)圓弧片1a。
隨著更新裝置A的繼續(xù)移動(dòng)，鑄鐵管1被導(dǎo)引體17切實(shí)斷裂，成為圓弧片1a，擴(kuò)徑輥18a～18e使圓弧片1a產(chǎn)生在彈性限度內(nèi)且朝著半徑擴(kuò)大方向的撓曲，結(jié)果，圓弧片1a分別被壓入土體，將周?chē)耐翆訅簩?shí)。即，與圓弧片1a相對(duì)的土體被圓弧片1a壓實(shí)，圓弧片1a之間的土體被導(dǎo)引體17的頂面17a壓實(shí)。形成由土層和圓弧片1a包圍著的隧道7。與隧道7形成的同時(shí)，連接在連接部13上的PE管6被拉入該隧道7內(nèi)。
下面，參照?qǐng)D12說(shuō)明剛埋設(shè)了PE管6的狀態(tài)和埋設(shè)后經(jīng)過(guò)了相當(dāng)時(shí)間后的狀態(tài)。剛埋設(shè)的狀態(tài)如圖(a)所示，被斷裂并被擴(kuò)徑了的管接頭16及圓弧片1a的內(nèi)周與PE管6外周之間存在著空隙21，但隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)，受到土壓，圓弧片1a如圖(b)所示，與PE管6密接，均勻配置在PE管6周?chē)蔫T鐵制圓弧片1a與管6成為一體，構(gòu)成了象鎧甲似地保護(hù)著PE管6的管路，如上所述，通過(guò)PE管6的周?chē)扇舾设T鐵制的圓弧片1a鎧裝著能提高抵抗土壓的強(qiáng)度。由于若干個(gè)圓弧片1a形成的鎧甲沿著PE管6的鋪設(shè)線(xiàn)路形成著，所以，例如用反向鏟等挖掘周邊時(shí)，可保護(hù)PE管6不受反向鏟爪的損傷。
然后，由拉入裝置4將牽引桿拉入一單位長(zhǎng)度時(shí)，該桿5從聯(lián)接器5a上卸下。然后桿固定配件4e前進(jìn)，固定后續(xù)的聯(lián)接器5a，繼續(xù)將更新裝置A朝拉入立坑3一側(cè)拉入。當(dāng)更新裝置A到達(dá)拉入立坑3時(shí)，起步立坑2與拉入立坑3之間的鑄鐵管1被更新為PE管6。
上述實(shí)施例中，切削部11、擴(kuò)徑部12是將圓周分成4等分。但是，并不限于該等分?jǐn)?shù)，可根據(jù)已埋設(shè)管1的直徑、材質(zhì)等條件適當(dāng)增減。另外，在分割圓周時(shí)，不一定非要等分，也可以非等分地分割。
例如圖13、圖14是表示將外周分為6等分的切削部11、擴(kuò)徑部12的斷面圖。用切削部11將已埋設(shè)管1分割成6份，在擴(kuò)徑部12將各圓弧片1a在彈性限度內(nèi)撓曲并壓入地體，這樣形成空隙21，可將PE管6拉入該空隙21內(nèi)。
總之，分割已埋設(shè)管1的份數(shù)應(yīng)根據(jù)圓弧片1a的寬度尺寸而定。即，在不會(huì)折損圓弧片1a地使其產(chǎn)生撓曲時(shí)，根據(jù)已埋設(shè)管1的材質(zhì)的縱彈性模量E、而且根據(jù)擴(kuò)徑部12的長(zhǎng)度等條件設(shè)定撓曲量δ時(shí)，該圓弧片1a寬度尺寸應(yīng)滿(mǎn)足由上述縱彈性模量E和撓曲量δ計(jì)算的截面慣性矩I。
前述實(shí)施例中，是將板狀切刀14a～14i構(gòu)成的切刀體14裝在本體11a上，構(gòu)成切削部11。但是，作為切削工具并不限于上述的切刀體。也可以如圖15所示那樣，采用由連續(xù)切削刃22構(gòu)成的切刀體，該連續(xù)切削刃22在直線(xiàn)上設(shè)有多個(gè)切削刃22a。將這種連續(xù)切削刃22裝在本體11a上時(shí)，必須具有與本體11a的長(zhǎng)度和形成在鑄鐵管1上的切削槽1b的最終深度對(duì)應(yīng)的坡度地進(jìn)行固定。當(dāng)采用連續(xù)切削刃22時(shí)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向的力作用到本體11a上時(shí)，連續(xù)切削刃22容易破損，所以，如該圖(b)所示，最好用梯形塊體11b加強(qiáng)。
另外，也可以采用圖未示的拉刀作為切刀體。該拉刀可以是圖5所示的拉刀，斷面為四方形，在各角部一體地形成4個(gè)切削刃。也可以是與在鑄鐵管1內(nèi)周面上形成的切削槽1b對(duì)應(yīng)的拉刀。
上述的更新裝置A中，切削部11、擴(kuò)徑部12和連接部13是形成為一體的桿狀體的構(gòu)造。因此，當(dāng)?shù)鼗鲁恋仍蛞痂T鐵管1彎曲時(shí)，隨著鑄鐵管1的彎曲有過(guò)大的彎曲力矩作用在更新裝置A上，會(huì)導(dǎo)致切削刃15a產(chǎn)生缺口，或切刀14a～14i破損。因此，最好如圖16所示第2實(shí)施例的更新裝置B那樣，配置可撓接頭，即使鑄鐵管1產(chǎn)生彎曲，也能隨從該彎曲。
下面，參照?qǐng)D16、圖17說(shuō)明第2實(shí)施例的更新裝置B的構(gòu)造。圖中與上述實(shí)施例相同的部分以及具有相同功能的部分，注以相同標(biāo)記，其說(shuō)明從略。
圖中，更新裝置B的分割部23設(shè)在切削部11與擴(kuò)徑部12之間，在切削部11與分割部23之間、以及在分割部23與擴(kuò)徑部12之間，分別配置可撓接頭24、25。通過(guò)配置可撓接頭24、25，更新裝置B有了2個(gè)部位的關(guān)節(jié)，即使鑄鐵管1產(chǎn)生彎曲，也能相對(duì)地自由位移，可充分地隨從彎曲。
分割部23具有與更新裝置A中的側(cè)方擴(kuò)徑輥20同樣的功能。即，分割部23對(duì)在切削部11中形成的切削槽1b的鑄鐵管1賦予力，使該鑄鐵管1斷裂而形成圓弧片1a。另外，更新裝置B的分割部23，對(duì)鑄鐵管1賦予上下方向的力使該鑄鐵管1斷裂的同時(shí)，也使緊固分割套筒16的螺栓(該分割套筒16用于從該鑄鐵管1分支支管)斷裂。這樣，無(wú)論分割套筒16或圖未示的套管或其它管接頭的形狀、材質(zhì)如何，都能切實(shí)地使鑄鐵管1斷裂。
因此，外周成上下方向地配置著的輥對(duì)構(gòu)成的若干個(gè)分割輥23a～23d，以規(guī)定間距設(shè)在分割部23。各分割輥23a～23d具有一對(duì)輥，該一對(duì)輥形成有能與鑄鐵管1內(nèi)周面相接的凸面。這些輥可旋轉(zhuǎn)地安裝在軸上，該軸安裝在分割部23的本體23e上。構(gòu)成各分割輥23a～23d的輥具有不同的直徑，對(duì)應(yīng)于該直徑的變化，對(duì)鑄鐵管1賦予上下方向的力。另外，構(gòu)成各分割輥23a～23d的輥對(duì)以相向面彼此相接，這樣，可承受鑄鐵管1斷裂時(shí)的反力。
可撓接頭24具有2個(gè)球26，用螺栓27將這些球26緊固連接在切削部11的本體11a上，并且用螺絲28緊固在分割部23的本體23e上，將這些球26可轉(zhuǎn)動(dòng)地收容在分割成3份的殼體構(gòu)件28a～28c內(nèi)，可以彎曲。
即，球26至少具有半球以上的球部分，該球在偏于球體中心的位置形成平面。在該平面的相反側(cè)形成螺栓27。在殼體部件28a、28b中心形成供螺栓27穿過(guò)的孔，并形成接受球26的螺栓27側(cè)半部分的半球狀座。另外還形成圖未示的陰螺紋，該陰螺紋與上述座連續(xù)并且直徑充分大于球26的直徑。殼體部件28c上，在外周部的兩端形成陽(yáng)螺紋，該陽(yáng)螺紋與形成在殼體構(gòu)件28a、28b上的陰螺紋螺合，在內(nèi)部形成接受球26平面?zhèn)鹊淖?br> 下面，說(shuō)明構(gòu)成上述可撓接頭24的順序。先在將殼體部件28a、28b安裝到螺栓27(該螺栓27形成在切削部11的本體11a、分割部23的本體23e上)的狀態(tài)，將球26緊固到該螺栓27上并鎖緊。在該狀態(tài)，切削部11與分割部23不連接。然后，使各球26相向，并將殼體部件28c的陽(yáng)螺絲緊固到殼體部件28a、28b的陰螺絲上，分別鎖緊。球26分別可轉(zhuǎn)動(dòng)地收容在各殼體部件28a～28c的內(nèi)部，切削部11、分割部23具有相互彎曲的自由度。
上述構(gòu)造的可撓接頭24中，由于各球26的表面與形成在殼體部件28a～28c內(nèi)面的座的相接，所以，作用于前后方向的推力都能傳遞。
可撓接頭25實(shí)質(zhì)上與上述可撓接頭24相同。球26緊固在擴(kuò)徑部 12的本體12a上，分割部23的本體23e上，直接連接著殼體構(gòu)件28c。這樣構(gòu)成的可撓接頭25，與上述可撓接頭24相比，雖然其彎曲角度的范圍小，但在功能方面沒(méi)有差別。
上述構(gòu)成的更新裝置B中，當(dāng)鑄鐵管1彎曲時(shí)，可撓接頭24、25對(duì)應(yīng)于該彎曲產(chǎn)生位移，使分割部23相對(duì)于切削部11傾斜，同時(shí)使擴(kuò)徑部12相對(duì)于分割部23傾斜。這樣，在整個(gè)更新裝置B上不作用撬曲力，因此，不會(huì)增加推力，切削刃15a不容易破損。
如上所述，本發(fā)明的已埋設(shè)管更新施工方法中，一邊以規(guī)定角度將已埋設(shè)管斷裂成若干個(gè)圓弧片，一邊拉入新管，可形成由新管和鎧裝在其周?chē)膱A弧狀片構(gòu)成為一體的管路。因此，無(wú)論已埋設(shè)管的口徑大小，都能用一個(gè)工序?qū)嵤└伦鳂I(yè)，可大大縮短工期。
以預(yù)定角度將已埋設(shè)管的圓周分割，形成若干個(gè)圓弧狀片，并將該片壓入地中時(shí)，不必考慮圓周方向的擴(kuò)開(kāi)，只要作為懸臂梁處理即可。因此，即使已埋設(shè)管的材料為鑄鐵那樣的脆性材料時(shí)，將擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)做成為錐形，使產(chǎn)生在這些材料的彈性限度內(nèi)的撓曲，可以以良好的狀態(tài)形成若干個(gè)圓弧狀片，并且可將該片壓入地體中，在圓弧狀片壓入的同時(shí)可壓實(shí)地體。
本發(fā)明的更新裝置中，由配置在擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)上的擴(kuò)徑輥使圓弧狀片產(chǎn)生撓曲，與該撓曲對(duì)應(yīng)地將圓弧片壓入地體的同時(shí)將地體壓實(shí)。因此，可形成由壓入地體的圓弧片及壓密的地下部分包圍著的隧道狀空間，另外，在該隧道狀空間形成的同時(shí)，將新管拉入，可構(gòu)成新管和在其周?chē)膱A弧狀片形成的新管防護(hù)用鎧甲。
在切削機(jī)構(gòu)上設(shè)有切刀體，該切刀體上沿直線(xiàn)上配置著切削刃，該切削刃從切削機(jī)構(gòu)中心到切削刃頂端的距離隨著從前方至后方依次增大。隨著切削機(jī)構(gòu)的前進(jìn)，切削鑄鐵管的內(nèi)周面而形成切削槽，可切實(shí)地使鑄鐵管斷裂。
在切削機(jī)構(gòu)的后方，設(shè)有對(duì)已埋設(shè)管作用直徑方向力的側(cè)方擴(kuò)徑輥，并設(shè)有旋轉(zhuǎn)切刀，能以良好狀態(tài)將已埋設(shè)管的管接頭、支管用套筒、修補(bǔ)用部件等斷裂。因此，在已埋設(shè)管上無(wú)論安裝著何種部件，都能使這些部件與已埋設(shè)管同樣地?cái)嗔选?br> 另外，在切刀體的后方設(shè)有導(dǎo)引體，可切實(shí)地使鑄鐵管斷裂，同時(shí)可正確地導(dǎo)引擴(kuò)徑輥對(duì)圓弧狀片的擴(kuò)徑。
權(quán)利要求
1.管的更新施工方法，將埋設(shè)在地下的管更新為新管，其特征在于，將切削機(jī)構(gòu)插入已埋設(shè)管的內(nèi)部并使其移動(dòng)，在已埋設(shè)管的內(nèi)周面沿管軸方向形成若干個(gè)切削槽；使擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)移動(dòng)并以上述切削槽為起點(diǎn)，將已埋設(shè)管斷裂，形成沿長(zhǎng)度方向連續(xù)的若干個(gè)圓弧狀片，同時(shí)，使斷裂成的圓弧狀片產(chǎn)生朝半徑擴(kuò)大方向的彈性限度內(nèi)的撓曲，將該片壓入地中，形成由若干個(gè)圓弧狀片和壓實(shí)的地體部分包圍的空間，將新管拉入該空間內(nèi)，埋設(shè)該新管，同時(shí)，在該新管的周?chē)渲糜缮鲜鋈舾蓚€(gè)圓弧狀片構(gòu)成的新管防護(hù)用鎧甲；上述切削機(jī)構(gòu)是將切刀體配置在以規(guī)定角度分割圓周的位置而構(gòu)成的，該切刀體上呈直線(xiàn)狀地配置著若干個(gè)切削刃，從圓中心到切削刃前端的距離隨著從前方到后方而逐漸增大地配置這些切削刃；上述擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)跟在切削機(jī)構(gòu)后面，具有若干個(gè)擴(kuò)徑輥，該若干個(gè)擴(kuò)徑輥設(shè)在與切削機(jī)構(gòu)的圓周方向相鄰的切刀體之間，并具有預(yù)定的軸方向間隔和半徑方向位置。
2.如權(quán)利要求1所述的管的更新施工方法，其特征在于，將已形成切削槽的已埋設(shè)管朝著與預(yù)定切削槽直交的直徑方向擴(kuò)徑，以上述切削槽為起點(diǎn)使已埋設(shè)管斷裂，同時(shí)，用與該切削槽對(duì)應(yīng)配置著的旋轉(zhuǎn)切刀，將已埋設(shè)管的管接頭、支管用套筒或修補(bǔ)用零件斷裂。
3.如權(quán)利要求1或2所述的管的更新施工方法，其特征在于，上述已埋設(shè)管是鑄鐵管，上述新管是可撓性管或鋼管。
4.管的更新裝置，其特征在于，該更新裝置在要被更新的已埋設(shè)管內(nèi)部移動(dòng)，使該已埋設(shè)管沿軸方向斷裂，形成沿長(zhǎng)度方向連續(xù)的若干個(gè)圓弧狀片，并將該圓弧狀片壓入地體，形成由若干個(gè)圓弧狀片和地體部分包圍的空間，將新管拉入該空間內(nèi)；該更新裝置由配置在移動(dòng)方向前方的切削機(jī)構(gòu)、連接在該切削機(jī)構(gòu)后方側(cè)的擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)和連接在該擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)后方側(cè)的連接機(jī)構(gòu)構(gòu)成；上述切削機(jī)構(gòu)中配置著切刀體，該切刀體上在以規(guī)定數(shù)分割了本體外周的位置、且沿軸向配置著若干個(gè)切削刃，從中心至切削刃前端的距離隨著從前方到后方而逐漸增大地配設(shè)這些切削刃；上述擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)具有擴(kuò)徑輥群，該擴(kuò)徑輥群配置在以規(guī)定角度分割錐狀本體外周的位置，并且在切削機(jī)構(gòu)中的切刀體之間的軸方向若干個(gè)位置；配置于該擴(kuò)徑輥群中的位于前方側(cè)的擴(kuò)徑輥使已埋設(shè)管斷裂，形成沿長(zhǎng)度方向連續(xù)的若干個(gè)圓弧狀片，并且使已形成的圓弧狀片以分開(kāi)位置為中心朝著圓弧外周方向在彈性限度內(nèi)撓曲；上述連接機(jī)構(gòu)具有連接新管用的卡盤(pán)。
5.如權(quán)利要求4所述的管的更新裝置，其特征在于，上述切刀體由若干個(gè)板狀切刀構(gòu)成，該若干個(gè)切刀以預(yù)定的規(guī)定數(shù)分割外周，并在分割位置植入超硬刃，形成切削刃，并且，從中心到切削刃頂端的距離不相同，將上述切刀安裝在本體上，構(gòu)成切削機(jī)構(gòu)，該切刀的從中心到切削刃前端的距離隨著從前方至后方逐漸增大。
6.如權(quán)利要求4所述的管的更新裝置，其特征在于，上述切刀體是連續(xù)切削刃，該連續(xù)切削刃的從中心到切削刃頂端的距離，隨著從前方到后方而逐漸增大，將該連續(xù)切削刃安裝在以規(guī)定數(shù)分割本體外周的位置，構(gòu)成切削機(jī)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的管的更新裝置，其特征在于，在切刀體的后方，設(shè)有將已埋設(shè)管朝一直徑方向擴(kuò)徑并將切削槽朝與該擴(kuò)徑方向直交方向擴(kuò)寬的側(cè)方擴(kuò)徑輥，在該側(cè)方擴(kuò)徑輥的后方，設(shè)有使已埋設(shè)管的管接頭、支管用套筒或修補(bǔ)用部件斷裂的旋轉(zhuǎn)切刀。
8.如權(quán)利要求7所述的管的更新裝置，其特征在于，上述側(cè)方擴(kuò)徑輥，其外周面厚度方向中央部形成為平坦?fàn)?，兩?cè)端形成為曲面狀或錐狀，以曲面狀或錐狀部分與已埋設(shè)管的內(nèi)周面相接，并且，平坦?fàn)畈糠直舜私佑|。
9.如權(quán)利要求4至8中任一項(xiàng)所述的管的更新裝置，其特征在于，配置在上述擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)的錐狀本體軸方向同一位置的若干個(gè)擴(kuò)徑輥，其外周面厚度方向兩端側(cè)形成為錐狀，在中央部分與已埋設(shè)管的內(nèi)周面接觸，并且錐狀部分彼此接觸。
10.如權(quán)利要求4至9中任一項(xiàng)所述的管的更新裝置，其特征在于，在上述擴(kuò)徑機(jī)構(gòu)的錐狀本體外周、與切削機(jī)構(gòu)的切刀配置部位對(duì)應(yīng)的位置處，設(shè)有導(dǎo)引體，該導(dǎo)引體用于導(dǎo)引伴隨著斷裂了的已埋設(shè)管的圓弧狀片的擴(kuò)徑的相鄰圓弧狀片的分離。
全文摘要
管的更新施工方法及其裝置,在施工時(shí)首先開(kāi)挖起步立坑2和拉入立坑3,拉入裝置4置于拉入立坑3內(nèi),自該裝置在已埋設(shè)管內(nèi)穿設(shè)牽引桿5,在牽引桿5上連接更新裝置A。更新裝置A具有切削部11、擴(kuò)徑部12和連接部13,更新裝置一邊在已埋設(shè)管內(nèi)移動(dòng)一邊由切刀體14在內(nèi)周面上切出切削槽1b使埋設(shè)管形成為圓弧片1a,擴(kuò)徑部12使圓弧片1a產(chǎn)生彈性限度內(nèi)的撓曲并壓入土體,從而形成隧道7,與此同時(shí)將PE管6拉入,由若干片圓弧片1a鎧裝該P(yáng)E管6上。
文檔編號(hào)F16L55/165GK1197175SQ9810700
公開(kāi)日1998年10月28日 申請(qǐng)日期1998年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月16日
發(fā)明者明坂登始夫, 高松延久, 黑部高之, 平井稔雄 申請(qǐng)人:東邦瓦斯株式會(huì)社, 株式會(huì)社伊薩基開(kāi)發(fā)工機(jī)